Szinapszidák — az emlősök és rokonaik rendszertana
Szinapszidák — az emlősök és rokonaik rendszertana: eredetük, evolúciójuk és fő csoportjaik (Pelycosauria, Therapsida) rövid, érthető áttekintése.
A szinapszidák ("összenőtt ívűek") a négylábúak rendszertani osztálya. Ebbe az osztályba tartoznak az emlősök és az emlősökkel rokon korábbi csoportok. A szinapszidák az amnioták két fő csoportjának egyike. A testvércsoport, amelyből a hüllők származnak, a Sauropsida. Mindkét csoport a korai amniótákból fejlődött ki körülbelül 345 millió évvel ezelőtt, a korai vagy középső karbon időszakban.
A szinapszidák közé tartoznak a Pelycosauria (Pennsylvaniától a permig) és a Therapsida (alsó permtől napjainkig).
A permben a pelycosaurusok domináltak a szárazföldön, és a perm-triász kihalási eseménykor tűntek el. Az alsó-triászban a therapszidák domináltak a szárazföldön, de a felső-triászban a dinoszauruszok átvették a hatalmat.
Jellemző morfológiai és élettani vonások
A szinapszidákat legkönnyebben a koponya oldalsó részén található, egyetlen nagyobb nyílásról (temporális ablak, vagy egyoldali temporális nyílás) lehet felismerni — innen ered a szinapszid elnevezés is. Ez a nyílás a harapóizmok elhelyezkedését és hatásfokát javította, lehetővé téve erősebb rágást.
További jellemzők, amelyek a szinapszidák fejlődésének során megjelentek (vagy fokozódtak):
- heterodont fogazat — különböző alakú, specializált fogak (metszőfogak, szemfogak, zápfogak) megjelenése;
- állkapocs és középfül átalakulása — a hüllőkhöz képest a halandó állkapocscsontok egy része a középfülben apró csontokká (kengyellé, üllővé) alakult, ami jobb hangátvitelt biztosít;
- másodlagos szájpad — a koplalás és a légzés elkülönülését segítő csontos vagy porcos lemez részleges kialakulása a későbbi csoportoknál;
- valamelyest emelkedő anyagcsere és aktívabb életmód — a hőszabályozás felé mutató trendek (az emlősöknél teljesedett ki: szőr, tejmirigyek, állandó testhőmérséklet).
Rendszertani csoportok és fontosabb törzsek
A szinapszidák két nagyobb történeti csoportja, ahogy az eredeti szöveg is említi, a Pelycosauria és a Therapsida. Ezeken belül számos alvonal alakult ki:
- Pelycosauria — korai, gyakran növényevő vagy általános ragadozó életmódú formák; ide tartoznak olyan ismert nemzetségek, mint a Dimetrodon és az Edaphosaurus (pl. hatalmas vitorlával rendelkező formák). Csoportjaik között megtalálhatók az Edaphosauridae, Sphenacodontidae és Caseidae típusok.
- Therapsida — a pelycosaurusokból kialakuló, fejlettebb csoport: sokkal változatosabb életmódúak és morfológiájúak voltak. A therapszidákon belül fontos csoportok: Biarmosuchia, Dinocephalia, Anomodontia (köztük a dicynodontok, pl. Lystrosaurus), Gorgonopsia, Therocephalia és Cynodontia. A cynodontok adták a közvetlen átmenetet az emlősök felé; belőlük jelentek meg a korai emlősszerűek (mammaliaformes) és végül a valódi emlősök.
Őslénytan, idővonal és evolúciós jelentőség
A szinapszidák eredete a karbon időszakra nyúlik vissza; a csoportok virágkora a perm időszak volt, amikor a Pelycosauria és a korai therapszidák meghatározó szárazföldi gerincesek voltak. A perm-triász kihalási esemény jelentősen átrendezte a földi élővilágot: sok pelycosaurust és therapszidot megöltek, de egyes therapszid vonalak túléltek és a triász során ismét diverzifikálódtak.
Az alsó-triászban a therapszidák sok élőhelyen domináns szerepet töltöttek be, de a felső-triász során a dinoszauruszok térhódítása miatt a legtöbb therapszid csoport visszaszorult vagy eltűnt. A cynodontokból azonban kifejlődtek a kis, éjszakai életmódra adaptálódott emlősszerűek, amelyek a kréta végén és a paleocén során — különösen a dinoszauruszok eltűnése után — gyors evolúciós sugárzást produkáltak, és létrehozták a ma ismert emlősöket.
Fosszilis bizonyítékok és az emlősök eredete
A fosszilis koponyák és állkapcsok részletes vizsgálata tette lehetővé a szinapszidák filogenetikai elhelyezését és az emlősök eredetének rekonstruálását. Kulcsfontosságú jelek a temporális nyílás elhelyezkedése, a fogak differenciálódása, az állkapocs csontozatának átalakulása, valamint a középfül struktúrájának fokozatos átalakulása.
Miért fontosak a szinapszidák?
A szinapszidák tanulmányozása alapvető az emlősök eredetének és evolúciójának megértéséhez. Evolúciós átmeneti formákat és olyan adaptív trendeket őriznek a fosszíliák, amelyek megmutatják, hogyan alakult ki a mai emlősök komplex élettana (pl. szőr, tejtermelés, védekező és szociális viselkedésformák) fokozatosan, hosszú evolúciós idő alatt.
Összefoglalva: a szinapszidák egy ősi és evolúciótörténetileg rendkívül fontos gerinces csoport, amelynek tagjai közül a cynodontokból fejlődtek ki a későbbi mammaliaformesek és végül a valódi emlősök — így mindaz, ami ma emlősként ismert, ennek a vonalnak a folytatása.
Primitív és fejlett synapsidák
Az emlősszerű hüllőket hagyományosan egy primitív és egy fejlett csoportra osztják, amelyeket pelycosaurusok és therapsidák néven ismerünk. A pelycosaurusok a synapsidák hat primitív családjának parafiletikus csoportját alkotják.120 Mindannyian inkább gyíkszerűek voltak, terjedelmes járással és valószínűleg szarvasbőrös páncélokkal. A therapszidák közé tartoznak a fejlettebb szinapszidák, amelyeknek felegyenesedettebb testtartásuk és valószínűleg szőrzetük is volt, legalábbis egyes formáikban. Ez utóbbiak az emlősök ősei. Így mindkét szinapszid csoport evolúciós fokozatot képvisel: a pelycosaurusokból alakultak ki a therapszidák, amelyek viszont az emlősöket hozták létre.
Emlősök és hüllők
A therapsidákat ("állatarcú") régebben emlősszerű hüllőknek nevezték. Ez tévedés volt, mert soha nem voltak hüllők. A szinapszidák és a szauropszidák (a hüllők kialakulását eredményező csoport) közötti szakadás már jóval a therapszidák kialakulása előtt megtörtént.
Számos olyan jellemző van, amely nem látható a kövületeken, de nagy jelentőséggel bír. Az emlősöket a vérrendszer fejlődésében mutatkozó alapvető különbségek különböztetik meg a hüllőkétől. Ezek a különbségek olyan mértékűek, hogy szinte lehetetlen lenne, hogy az emlősök a hüllőkből származzanak.
" Egyértelműen lehetetlen, hogy a madaraknál és a modern hüllőknél talált állapot az emlősöknél talált állapotból származzon, vagy fordítva". Kermack.6
Ez alátámasztja az amnioták sauropsida és synapsida felosztását.
Synapsid koponya
Időbeli nyílások
A szinapszidák a koponya alsó részén, a szemüregek mögött egy-egy nyílás (fenestra) fejlődött ki. Ez jobb rögzítési helyeket tesz lehetővé az állkapocsizmok számára, mint az eredeti anapszid állapot.
Ezzel párhuzamos fejlődés ment végbe a diapsidáknál, amelyeknél a szemek mögött nem egy, hanem két nyílás alakult ki.
Eredetileg a koponya nyílása miatt a belső koponyát csak az állkapocsizmok fedték, de a magasabb therapsidáknál és az emlősöknél a nyúlványcsont kitágult, hogy lezárja a nyílást.
Fogak
A szinapszidáknak differenciált fogaik voltak. Ezek közé tartoznak a szemfogak, az őrlőfogak és a metszőfogak.
A differenciálódás tendenciája egyes labyrinthodontáknál és korai anapszid hüllőknél is megfigyelhető. Nekik megnagyobbodott első fogaik vannak a maxillán, amelyek egyfajta proto-kaninuszokat alkotnak. Ez a vonás később a sauropsidák vonalában elveszett, de a synapsidáknál tovább fejlődött. A korai szinapszidáknak 2 vagy akár 3 megnagyobbodott "szemfoguk" is lehetett, de a therapszidáknál ez a mintázat a felső állkapocs mindkét felén egy-egy szemfogra rendeződött. Az alsó szemfogak később fejlődtek ki.
Eothyris , egy korai szinapszid, több szemfoggal.
A synapsidáknak a koponya alsó részén, mindkét szem mögött egyetlen lyuk van.
Taxonómia
Megjegyzés: evolúciós szempontból az emlősök teljes egészében a Synapsida csoportba tartoznak. Különálló osztályként való státuszuk a hagyományos Linné-féle rendszertan szerint: kládként a Therapsida alcsoportját alkotják.
- Amniota sorozat
Kérdések és válaszok
K: Mik azok a szinapszisok?
V: A szinapszidák a négylábúak egy rendszertani osztálya.
K: Mi tartozik a szinapszidák osztályába?
V: A Synapsids osztályba az emlősök és az emlősökkel rokon korábbi csoportok tartoznak.
K: Mikor alakultak ki a szinapszidák és a szauropszidák?
V: A szinapszidák és a szauropszidák is körülbelül 345 millió évvel ezelőtt, a korai karbon időszakban fejlődtek ki.
K: Melyik a szinapszidák testvércsoportja?
V: A Synapsidák testvércsoportja a Sauropsida.
K: Mik azok a Pelycosaurusok és Therapsidák?
V: A Pelycosaurusok és a Therapsidák a Synapsidák két csoportja. A Pelycosaurusok a perm időszakban éltek, míg a Therapsidák ma is jelen vannak.
K: Mi történt a Pelycosauruszokkal és a Therapsidákkal az idők folyamán?
V: A permben a pelycosaurusok domináltak a szárazföldön, de sok faj kihalt a perm-triász kihalási esemény során. A Therapsidák az alsó-triászban még domináltak a szárazföldön, de a felső-triászban a dinoszauruszok átvették az uralmat.
K: Mik azok az amnioták?
V: Az amnióták a négylábúak egy olyan csoportja, amelyek a fejlődő embriókat védő és tápláló membránnal ellátott tojásokat raknak. A szinapszidák és a szauropszidák az amnióták két fő csoportja.
Keres